[发明专利]一种电容式复合传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种电容式复合传感器及其制造方法。

背景技术

目前生产电容式复合传感器通常采用带有牺牲层的表面微机械加工工艺。表面微机械加工工艺含有牺牲层，需要使用湿法腐蚀技术去除牺牲层以释放可动结构，由于电容式传感器本身设计要求，牺牲层通常很薄，导致湿法腐蚀的时候容易发生粘附现象，致使器件失效。

发明内容

本发明提供一种电容式复合传感器及其制造方法，实现了制备工艺流程简单且可以避免粘附现象的效果。此外，实现的电容式复合传感器可以具有晶圆级自检测功能。

第一方面，本发明实施例提供了一种电容式复合传感器的制造方法，包括：

在衬底中形成独立的第一空腔和第二空腔，第一空腔上方形成第一悬空薄膜，第二空腔上方形成悬空薄膜区域，悬空薄膜区域内包括至少一个第二悬空薄膜，衬底与第一悬空薄膜间形成第一凹槽且通过第一凹槽间隙结构连接，衬底与第二悬空薄膜间或者每个第二悬空薄膜之间形成第一凹槽且通过第一凹槽间隙结构连接；进行电隔离处理，在第一悬空薄膜表面、悬空薄膜区域表面以及衬底表面形成表面电隔离层，并使第一凹槽间隙结构绝缘化；

形成掩膜层，其中，掩膜层将第一凹槽密封；

图形化刻蚀掩膜层和表面电隔离层，分别在第一悬空薄膜上方、悬空薄膜区域内每个悬空薄膜上以及衬底上形成第二凹槽；

形成导电层，填充并覆盖第二凹槽；

在第二凹槽周围刻蚀导电层和掩膜层，形成电隔离沟槽；

沉积绝缘层，并在电隔离沟槽区域内刻蚀绝缘层，形成分别位于第一悬空薄膜上方、悬空薄膜区域内每个第二悬空薄膜上放以及衬底上的第三凹槽；

形成第一电极、悬空薄膜区域内的每个第二悬空薄膜上的第二电极以及衬底电极，第一电极、第二电极以及衬底电极分别填充覆盖第一悬空薄膜上方、悬空薄膜区域内的每个第二悬空薄膜上方以及衬底上方对应的第三凹槽；

图形化刻蚀绝缘层、导电层、掩膜层、电隔离层和第二悬空薄膜，用于释放电容式复合传感器的可动结构。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电容式复合传感器，该电容式复合传感器采用本发明任一实施例电容式复合传感器制造方法制造而成。

本发明提供的技术方案，通过在衬底中形成独立的第一空腔和第二空腔，第一空腔上方形成第一悬空薄膜，第二空腔上方形成悬空薄膜区域，悬空薄膜区域内包括至少一个第二悬空薄膜，衬底与第一悬空薄膜间形成第一凹槽且通过第一凹槽间隙结构连接，衬底与第二悬空薄膜间或者每个第二悬空薄膜之间形成第一凹槽且通过第一凹槽间隙结构连接；进行电隔离处理，形成表面电隔离层，并使第一凹槽间隙结构绝缘化；形成掩膜层，将掩膜层将第一凹槽密封；图形化刻蚀掩膜层和表面电隔离层，分别在第一悬空薄膜上方、悬空薄膜区域内每个悬空薄膜上方以及衬底上方形成第二凹槽；形成导电层，填充并覆盖第二凹槽；在第二凹槽周围刻蚀导电层和掩膜层，形成电隔离沟槽；沉积绝缘层，并在电隔离沟槽区域内刻蚀绝缘层，形成分别位于第一悬空薄膜上方、悬空薄膜区域内每个第二悬空薄膜上方放以及衬底上方的第三凹槽；形成第一电极、悬空薄膜区域内的每个第二悬空薄膜上方的第二电极以及衬底电极，第一电极、第二电极以及衬底电极分别填充覆盖第一悬空薄膜上方、悬空薄膜区域内的每个第二悬空薄膜上方以及衬底上方对应的第三凹槽；图形化刻蚀绝缘层、导电层、掩膜层、电隔离层和第二悬空薄膜，用于释放电容式复合传感器的可动结构。解决了现有技术中用牺牲层技术得到的电容式传感器工作流程比较复杂，且使用该技术容易发生粘附现象，实现了制备工艺流程简单且可以避免粘附现象的效果，实现的电容式复合传感器可以具有晶圆级自检测功能。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种电容式复合传感器的制作方法的流程图；

图2a为本发明实施例一步骤S110对应的俯视图；

图2b为沿图2a中A1A2方向的剖面图；

图2c为本发明实施例一步骤S120对应的俯视图；

图2d为沿图2c中A1A2方向的剖面图；

图2e为本发明实施例一步骤S130对应的剖面图；

图2f为本发明实施例一步骤S140对应的俯视图；

图2g为沿图2f中A1A3方向的剖面图；

图2h为本发明实施例一步骤S150对应的剖面图；

图2i为本发明实施例一步骤S160对应的剖面图；

图2j为本发明实施例一步骤S170对应的剖面图；